Question

5．江濤想探究凸透鏡成像規(guī)律，實(shí)驗(yàn)桌上有兩個(gè)凸透鏡，焦距分別為10cm和20cm．
（1）江濤將其中一塊凸透鏡放在光具座上，當(dāng)燭焰、透鏡及光屏的位置如圖所示時(shí)，恰能在光屏上得到一個(gè)清晰的像，則他選擇的凸透鏡的焦距為10cm；
（2）隨著蠟燭燃燒，燭焰的像成在光屏上方，若要使像能夠成在光屏的中央，應(yīng)將凸透鏡向（選填“上”、“下”、“左”、“右”）調(diào)整；
（3）為了再次成像，他將燭焰向左移動(dòng)5cm，同時(shí)將光屏向左動(dòng)一定距離，才能在屏上得到清晰的實(shí)像，此時(shí)像的移動(dòng)速度小于（選填“大于”、“等于”、“小于”）燭焰的移動(dòng)速度；
（4）江濤將蠟燭和光屏的位置對(duì)換，發(fā)現(xiàn)在光屏上仍能成一清晰的像，此時(shí)像的性質(zhì)是倒立、放大的實(shí)像；

Answer 1

分析 （1）凸透鏡成實(shí)像時(shí)，u＞2f，成倒立、縮小的實(shí)像，根據(jù)凸透鏡成像的規(guī)律確定選擇的是哪個(gè)凸透鏡；
（2）實(shí)驗(yàn)一段時(shí)間后，蠟燭變短了，根據(jù)過光心不改變方向，判斷透鏡的移動(dòng)方向；
（3）根據(jù)物距和像距的移動(dòng)范圍分析；
（4）根據(jù)光路的可逆性和凸透鏡成像的規(guī)律可確定成像的性質(zhì)：當(dāng)u＞2f時(shí)，光屏上呈現(xiàn)倒立、縮小的實(shí)像，2f＞v＞f．當(dāng)2f＞u＞f時(shí)，光屏上呈現(xiàn)倒立、放大的實(shí)像，v＞2f．

解答 解：（1）由圖可知：u=50cm-20cm=30cm，v=15cm，由凸透鏡成像規(guī)律可知：此時(shí)的像是倒立縮小的實(shí)像；
則u=30cm＞2f，2f＞15cm＞f，
解得，7.5cm＜f＜15cm，由題意“有兩個(gè)玻璃凸透鏡，焦距分別為10cm和20cm”可知他選擇的凸透鏡的焦距為10cm；
（2）蠟燭變短了，光屏上的像會(huì)向上移動(dòng)，要使像成在光屏的中央，根據(jù)過光心不改變方向，凸透鏡向下移動(dòng)，或光屏向上移動(dòng)．
（3）燭焰從凸透鏡二倍焦距以外向遠(yuǎn)處移動(dòng)時(shí)，像從凸透鏡的二倍焦距向一倍焦距的范圍移動(dòng)，則物體移動(dòng)的速度大于像移動(dòng)的速度．
（4）據(jù)光路的可逆性可知，若將透鏡和光屏的位置對(duì)換，即此時(shí)物體處于1倍焦距和2倍焦距之間，光屏處于2倍焦距以外，此時(shí)成倒立、放大的實(shí)像．
故答案為：（1）10；（2）下；（3）小于；（4）倒立、放大．

點(diǎn)評(píng) 此題是探究凸透鏡成像過程中應(yīng)注意的一些問題，也是實(shí)驗(yàn)中常用到的常識(shí)性問題，要掌握并能利用其解決碰到的有關(guān)問題．